1er PARCIAL DE ELECTRONICA 1 30/04/2018

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1 Electrónica 1 1er Parcial 30/04/2018 1er PARCIAL DE ELECTRONICA 1 30/04/2018 Resolver cada problema en hojas separadas. Duración de la prueba: 3 horas 30 minutos. La prueba es sin material. Los puntajes de los problemas se indican sobre un total de 100 puntos. PROBLEMA 1 (24 puntos) Ejercicio 1 Práctico 3. El objetivo del presente ejercicio es familiarizarse con el diodo Varicap y su hoja de datos. El circuito de la Figura 1 se utiliza para sintonizar el circuito resonante L1C-D1 a la frecuencia de la portadora de un sistema de comunicaciones que se recibe por Vin. La fuente variable Vcont (que tiene una resistencia R en serie que puede ser considerada lo suficientemente grande para no influir en las frecuencias de trabajo) se utiliza para controlar la capacidad CD1 del varicap D1. a) Indique como varía la frecuencia angular de resonancia wo al variar Vcont: si aumenta, permanece constante o disminuye al aumentar Vcont. Fundamente su respuesta. b) Indicar cuál será aproximadamente el rango de variación para el caso en que se utilice un varicap MMVL105GT1, cuya hoja de datos se adjunta, L1=10µH, C=1nF y Vcont pueda variar entre 1V y 10V. Figura IIE, Facultad de Ingeniería, Universidad de la República

2 Electrónica 1 1er Parcial 30/04/2018 PROBLEMA 2 (28 puntos) El circuito de la figura es una fuente de corriente controlada por la tensión Vin. Considere los amplificadores operacionales como ideales salvo donde se indique lo contrario. Datos: R1 = R2 = R3 = R4 = R6 =100kΩ, R5 = 1kΩ, R7 = 1MΩ a) Determine el valor de la resistencia de salida Rout en función de la ganancia G=V oa1 /V oa2 (@Vin=0) b) Si A2 y A3 son ideales y A1 tiene una frecuencia de ganancia unitaria igual a f T determine la frecuencia a la cual Rout disminuye en un factor de 1/ 2 respecto a su valor calculado en la parte b). c) Si RL=800kΩ, Vin es tal que Iout varia entre -5μA +5μA, todos los operacionales tienen el mismo ICMR y OSW. Qué condiciones tienen que cumplir el ICMR y OSW para que el circuito funcione correctamente? Figura IIE, Facultad de Ingeniería, Universidad de la República

3 Electrónica 1 1er Parcial 30/04/2018 PROBLEMA 3 (28 puntos) Para el circuito regulador de voltaje de la Figura 1: a) Determine R1 tal que funcione correctamente desde IL=0 hasta una IL máxima. Se desea que ese rango de variación en IL sea lo mas amplio posible. b) Determine la IL máxima lograda en este caso. c) Determinar cuánto varía la tensión de salida frente a una variación de VCC de ± 10% con IL = (IL máxima / 2). El circuito de la figura 1 se modifica como se muestra en la figura 2, donde Q1 es un transistor de potencia. d) Responda nuevamente las partes a), b) y c), pero ahora para el circuito de la figura 2. Figura 1 Figura 2 Datos: Zener 1N4733: Rzt=7Ω; IzT=49mA; VzT=5.1V; Pzmax=1W; Q1: VBEon=0.7V; β=30; Vcc=20V; PREGUNTA (20 puntos) a) Mostrar en un diagrama cómo varía: la concentración de portadores minoritarios con la posición y el ancho de las zonas de deplexión a ambos lados de una juntura p-n polarizada en directo si N D > N A. Fundamente cualitativamente la respuesta. Para que la respuesta se considere válida el diagrama deberá indicar claramente que magnitudes son mayores que otras o cuáles son iguales. b) En un transistor bipolar npn, indicar quién está más dopado entre la base y el emisor, explicando porqué se hace así y graficar la evolución de la concentración de portadores minoritarios en el emisor y la base para el transistor en zona activa, explicando las razones para esta evolución. IIE, Facultad de Ingeniería, Universidad de la República

4 Preferred Device This device is designed in the Surface Mount package for general frequency control and tuning applications. It provides solid state reliability in replacement of mechanical tuning methods. Controlled and Uniform Tuning Ratio Device Marking: 4E 30 VOLT VOLTAGE VARIABLE CAPACITANCE DIODE MAXIMUM RATINGS Symbol Rating Value Unit V R Continuous Reverse Voltage 30 Vdc I F Peak Forward Current 200 madc THERMAL CHARACTERISTICS Symbol Characteristic Max Unit P D Total Device Dissipation FR 5 Board,* T A = 25 C Derate above 25 C mw mw/ C R JA Thermal Resistance Junction to Ambient 635 C/W T J, T stg Junction and Storage Temperature 150 C *FR 4 Minimum Pad 1 2 PLASTIC SOD 323 CASE CATHODE 2 ANODE ORDERING INFORMATION Device Package Shipping MMVL105GT1 SOD / Tape & Reel Preferred devices are recommended choices for future use and best overall value. Semiconductor Components Industries, LLC, 2000 January, 2000 Rev. 1 1 Publication Order Number: MMVL105GT1/D

5 MMVL105GT1 ELECTRICAL CHARACTERISTICS (T A = 25 C unless otherwise noted) Characteristic Symbol Min Typ Max Unit Reverse Breakdown Voltage (I R = 10 µadc) V (BR)R 30 Vdc Reverse Voltage Leakage Current (V R = 28 Vdc) I R 50 nadc Device Type C T V R = 25 Vdc, f = 1.0 MHz pf Q V R = 3.0 Vdc f = 50 MHz C R C 3 /C 25 f = 1.0 MHz Min Max Typ Min Max MMVL105GT TYPICAL CHARACTERISTICS CT, DIODE CAPACITANCE (pf) f = 1.0 MHz T A = 25 C Q, FIGURE OF MERIT 100 V R = 3 Vdc T A = 25 C V R, REVERSE VOLTAGE (VOLTS) f, FREQUENCY (MHz) Figure 1. Diode Capacitance Figure 2. Figure of Merit CT, DIODE CAPACITANCE (NORMALIZED) V R = 3.0 Vdc f = 1.0 MHz T A, AMBIENT TEMPERATURE ( C) Figure 3. Diode Capacitance 2

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